Prion 进化的跳板

　　

生物通报道：当一种蛋白折叠错误，其结果可能是毁灭性的。分子形状的错误改变能导致包括阿尔茨海默病和亨廷顿氏症（Huntington）等疾病的发生。但是，研究人员发现错误折叠的蛋白在酵母中有一个正面的作用——通过表达许多隐藏的遗传特征来帮助细胞通过自然的选择。

这个过程的中心是一种Prion蛋白，这种蛋白与导致类似疯牛病的哺乳动物中的朊蛋白很相似。“这是我们第一次观察到这种Prion能对细胞产生有益的影响——决定一种生物的进化，”Heather True说。他们的发现公布在8月15日的Nature网络版上。

先前，True和Whitehead Institute的Susan Lindquist报道说，一种特殊的酵母蛋白Sup35，当它错误地折叠成Prion状态时，能改变细胞代谢的特性或称表型。Sup35协助指导细胞制造蛋白分子的过程。当Sup35错误折叠成它的Prion构型时，它能形成与在阿尔茨海默病人中类似的淀粉状纤维并使细胞的蛋白质合成机器彻底发生错误。

通常这种改变对细胞是有害的。然而，研究人员发现大约有20％的检测细胞中，这种新的表现型为酵母细胞提供了一种存活优势。但其背后的分子机理还不为人知。这个结果表明人们对特征遗传的传统理解存在错误。

对Sup35来说，为了确保细胞能适当地阅读基因中编码蛋白的信息，它会集中在终止密码子位置，从而确保细胞只翻译那些终止密码子前的信号。

但是当它错误折叠成蛋白病毒形式时，Sup35发生改变，细胞会通读终止密码子，从而翻译了先前隐匿的遗传信息。因此，细胞的表现型就会发生变化。这也是进化的原因。

在特定的环境下，偶然的变化改变了细胞的特性，可能为细胞提供生存优势，细胞将这些特性遗传给子代。当子代酵母细胞融合时发生遗传重组时无需Prion而将特性保留，这种新特征就固定进入细胞的特征，无需Prion。“我们不知道这个过程具体是怎么发生的，不过一次细胞融合后就发生了。”Lindquist说。

由此可见，Prion似乎充当了一个进化的跳板，为细胞群落提供了一个在新的环境下生存的机会。这些新特征相当复杂。当Sup35错叠成Prion时会影响到许多基因的表达。“这种Prion能隐藏和释放整个基因组中的遗传信息，”Lindquist说。（Yang Shujuan）